高中物理：静电场 单元测试卷(含答案)

第 1 页 高中物理：静电场 单元测试卷（含答案）

一、单选题（本大题共12小题,共36.0分）

1. 如图,光滑绝缘水平面上相距3L的A、B两点分别固定正点电荷𝑄1与𝑄2,与B点相距L的C点为连线上电势最低处.若可视为质点的滑块在BC中点D处,以初速度𝑣0水平向右运动,且始终在A、B之间运动.已知滑块的质量为m、带电量为+𝑞,则( )

A. 滑块从D向B的运动过程中,电场力先做正功后做负功

B. 滑块沿𝐵→𝐴方向运动过程中,电势能先增加后减小

C. A、B之间,场强为零的地方应该有两处

D. 两点电荷的电量之比为𝑄1：𝑄2=4：1

2. 如图,绝缘光滑圆环竖直放置,a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球,已知小球c位于圆环最高点,ac连线与竖直方向成60∘角,bc连线与竖直方向成30∘角,三个小球均处于静止状态.下列说法正确的是( )

A. a、b、c小球带同种电荷

B. a、b小球带异种电荷,b、c小球带同种电荷

C. a、b小球电量之比为√36

D. a、b小球电量之比为√39

3. 如图所示,带正电小球A固定在绝缘竖直墙上,另一个带正电、质量为m的小球B用绝缘细绳拴住,小球B在重力、细绳拉力和小球A库仑力的作用下静止,且A、B两球处于离地面高度为h的同一水平面上.现将细绳剪断,下列说法正确的是( )

A. 小球B从细绳剪断瞬间起开始做平抛运动

第 2 页 B.

小球B在细绳剪断瞬间加速度等于g

C. 小球B在空中运动的时间大于√2ℎ𝑔

D. 小球B落地的速度大于√2𝑔ℎ

4. 如图甲、乙两带电小球的质量均为m,所带电量分别为q和−𝑞,两球间用绝缘细线连接,甲球用绝缘细线悬挂在天花扳上.在两球所在空间有方向向左的匀强电场,电场强度为𝐸.当两球平衡时细线被拉紧,此时的情景应该是( )

A. B. C. D.

5. 如图,在点电荷−𝑞的电场中,放着一块带有一定电量、电荷均匀分布的绝缘矩形薄板,MN为其对称轴,O点为几何中心.点电荷−𝑞与a、O、b之间的距离分别为d、2d、3𝑑.已知图中a点的电场强度为零,则带电薄板在图中b点处产生的电场强度的大小和方向分别为( )

A. 𝑘𝑞𝑑2,水平向右 B. 𝑘𝑞𝑑2,水平向左

C. 𝑘𝑞𝑑2+𝑘𝑞9𝑑2,水平向右 D. 𝑘𝑞9𝑑2,水平向右

6. 真空中相距为3a的两个点电荷M、N,分别固定于x轴上𝑥1=0和𝑥2=3𝑎的两点上,在它们连线上各点场强E随x变化关系如图所示,以下判断正确的是( )

A. 𝑥=2𝑎处的电势一定为零

B. 点电荷M、N一定为同种电荷

C. 点电荷M、N一定为异种电荷

D. 点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为2：1

第 3 页 7. 如图所示为一正点电荷M和一金属板N形成的电场线,a,b、c为电场中的三点,则下列说法正确的是

A. a、c两点的电场强度大小关系为𝐸𝑎>𝐸𝑐

B. a、b两点的电势关系为𝜑𝑎<𝜑𝑏

C. 一负点电荷在a点处的电势能大于它在b点处的电势能

D. 若将某正点电荷由a点移到c点,电场力做正功

8. 空间有一沿x轴对称分布的电场,其电场强度E随x变化的图象如图所示.下列说法正确的是( )

A. O点的电势最低 B. 𝑥2点的电势最高

C. 𝑥1和−𝑥1两点的电势相等 D. 𝑥1和𝑥3两点的电势相等

9. 如图所示,粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷,一带负电的小物体从底端M点以初速度𝑣1沿斜面上滑,滑到N点时速度恰好为零,然后又下滑回到M点.若小物体电荷量保持不变,𝑂𝑀=𝑂𝑁,N点离底端的高度为h则( )

A. 在上滑过程中,小物体的机械能一定先增大后减少

B. 在下滑过程中,小物体的电势能一定先增大后减少

C. 在上滑过程中,小物体的加速度一定先增大后减少

D. 在下滑过程中,小物体回到M点时速度的大小为√4𝑔ℎ−𝑣12

10. 如图所示为一空腔球形导体(不带电),现在将一个带正电的小金属球A放入空腔中,当静电平衡时,图中a、b、c三点的场强E和电势𝜑的关系是( )

A. 𝐸𝑎>𝐸𝑏>𝐸𝑐,𝜑𝑎>𝜑𝑏>𝜑𝑐 B. 𝐸𝑎=𝐸𝑏>𝐸𝑐,𝜑𝑎=𝜑𝑏>𝜑𝑐

C. 𝐸𝑎=𝐸𝑏=𝐸𝑐,𝜑𝑎=𝜑𝑏=𝜑𝑐 D. 𝐸𝑎>𝐸𝑐>𝐸𝑏,𝜑𝑎>𝜑𝑏>𝜑𝑐

第 4 页

11. 如图所示,用金属网把验电器罩起来,再使带电金属球靠近验电器,则下面关于验电器箔片的说法正确的是( )

A. 箔片张开

B. 箔片不张开

C. 带电金属球电量足够大时才会张开

D. 箔片张开的原因是金属网罩感应带电产生的电场

12. 如图所示,水平放置的金属板正上方放有一固定的正点电荷Q,一表面绝缘的带正电小球(可视为质点且不影响Q的电场),从左端以初速度𝑣0滑上金属板,沿光滑的上表面向右运动到右端,在该运动过程中( )

A. 小球先做减速运动,后做加速运动

B. 小球做匀速直线运动

C. 小球的电势能逐渐增加

D. 静电力对小球先做负功后做正功

二、多选题（本大题共6小题,共24.0分）

13. 在相距为r的A、B两点分别放上点电荷𝑄𝐴和𝑄𝐵,C为AB的中点,如图所示,现引入带正电的检验电荷q,则下列说法正确的是( )

第 5 页 A. 如果q在C点受力为零,则𝑄𝐴和𝑄𝐵一定是等量异种电荷

B. 如果q在AB延长线离B较近的D点受力为零,则𝑄𝐴和𝑄𝐵一定是异种电荷,且电量大小𝑄𝐴>𝑄𝐵

C. 如果q在AC段上的某一点受力为零,而在BC段上移动时始终受到向右的力,则𝑄𝐴一定是负电荷,且电量大小𝑄𝐴<𝑄𝐵

D. 如果q沿AB的垂直平分线移动时受力方向始终不变,则𝑄𝐴和𝑄𝐵一定是等量异种电荷

14. 如图所示,竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘,两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面,且处于同一竖直平面内,若用图示方向的水平推力F作用于小球B,则两球静止于图示位置,如果将小球B向左推动少许,并待两球重新达到平衡时,则两个小球的受力情况与原来相比( )

A. 推力F将增大 B. 竖直墙面对小球A的弹力减小

C. 地面对小球B的弹力一定不变 D. 两个小球之间的距离增大

15. 如图甲所示,𝑄1、𝑄2为两个被固定的点电荷,其中𝑄1为正点电荷,在它们连线的延长线上有a、b两点,现有一检验电荷𝑞(电性未知)以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动(检验电荷只受电场力作用),q运动的速度图象如图乙所示.则( )

A. 𝑄2必定是负电荷

B. 𝑄2的电荷量必定大于𝑄1的电荷量

C. 从b点经a点向远处运动的过程,检验电荷q所受的电场力一直减小

D. a点比b点电势高

16. 两个点电荷𝑄1和𝑄2固定在x轴上O、D两点,两者之间连线上各点电势高低如图中曲线所示(𝑂𝐵>𝐵𝐷),取无穷远处电势为零,由图可知( )

第 6 页 A. B点电场强度为零

B. 𝑄1为负电荷,𝑄2为正电荷

C. 𝑄1电量一定大于𝑄2电量

D. 将电子沿x轴从A点移到C点,电场力一直做正功

17. 静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示,x轴正向为场强正方向,带正电的点电荷沿x轴运动,则点电荷( )

A. 在𝑥2和𝑥4处电势能相等

B. 由𝑥1运动到𝑥3的过程中电势能增大

C. 由𝑥1运动到𝑥4的过程中电场力先增大后减小

D. 由𝑥1运动到𝑥4的过程中电场力先减小后增大

18. 如图所示,开口向上的半球壳上均匀分布有正电荷,A、B为球壳对称轴上的两点,且这两点还关于开口处直径对称,已知带电球壳内部电场强度处处为零,则关于A、B两点场强和电势,下列说法正确的是( )

A. A点场强大于B点场强

B. A点场强和B点场强相同

C. A点电势高于B点电势

D. A点电势和B点电势相等

三、计算题（本大题共4小题,共40.0分）

19. 如图所示,一带电为+𝑞质量为m的小球,从距地面高h处以一定的初速水平抛出,在距抛出点水平距离为L处有根管口比小球略大的竖直细管,管的上口距地面ℎ2.为了使小球能无碰撞地通过管子,可在管子上方整个区域内加一水平向左的匀强电场,求：

(1)小球的初速度；

(2)应加电场的场强；

第 7 页 (3)小球落地时的动能．

20. 如图所示,ABC是固定在竖直平面内的绝缘圆弧轨道,圆弧半径为 R .𝐴点与圆心O等高,B、C点处于竖直直径的两端.𝑃𝐴是一段绝缘的竖直圆管,两者在A点平滑连接,整个装置处于方向水平向右的匀强电场中.一质量为m、电荷量为+𝑞的小球从管内与C点等高处由静止释放,一段时间后小球离开圆管进入圆弧轨道运动.已知匀强电场的电场强度𝐸=3𝑚𝑔4𝑞

( g 为重力加速度),小球运动过程中的电荷量保持不变,忽略圆管和轨道的摩擦阻力.求：

(1) 小球到达B点时速度的大小；

(2)小球到达B点时对圆弧轨道的压力；

(3)请通过计算判断小球能否通过圆弧轨道上的C点.

第 8 页 21. 如图,匀强电场中有一半径为𝑟=10𝑐𝑚的光滑绝缘轨道,轨道平面与电场方向平行.一电荷量为𝑞=+2×10−9 C的质点沿轨道内侧运动,经过a点和b点时对轨道压力分别为𝑁𝑎=2×10−6 N和 𝑁𝑏=8×10−6𝑁.不计质点重力,求：

(1))匀强电场的电场强度的大小？

(2)质点经过a点和b点时的动能各为多少？

22. 如图所示,水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接,圆弧的半径𝑅=0.4𝑚.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度𝐸=1.0×104 𝑁/𝐶.现有一质量𝑚=0.1𝑘𝑔的带电体(可视为质点)放在水平轨道上A点处,A B两点距离𝑥=1.0𝑚,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零,已知带电体所带电荷量𝑞=8.0×10−5 C,取𝑔=10𝑚/𝑠2,求：

(1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度的大小；

(2)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小；

(3)𝐴𝐶两点之间的电势差和A到C过程中发热量．